一种早强抗裂型复合功能添加剂的制作方法

1.本发明属于水泥基材料功能添加剂技术领域，具体涉及一种早强抗裂型复合功能添加剂。


背景技术：

2.水泥基材料天然存在收缩大，抗拉强度与抗压强度比值小，断裂韧性低等本质性的弱点，在如今追求高效率的时代，又对水泥基材料提出了高早强的要求，导致了水泥基材料中水泥细度变小和用量增加，个别工程还采用了早强剂，凡此种种大幅提高了水泥基材料的开裂风险和开裂程度，因此造成了许多工程项目返工或花费高额费用修补与维护。
3.在解决水泥基材料高早强和抗裂的矛盾问题上，目前主要采用的方法是加强材料的早期保湿养护减少收缩，添加纤维提升材料的抗裂性能等。在现有施工条件下，水泥基材料的保湿养护主要通过人力进行，漏养和迟养的问题较为严重，而且养护止于表面，效果较差，对于某些复杂部位更是难以养护到位，局限性较大；另一方面，从使用效果角度看，单一纤维的使用也没能明显的提升水泥基材料的抗裂性能；进一步的，如何通过简单的方法改善水泥基材料的结构而达到高早强的目的也还需深入研究。


技术实现要素：

4.本发明主要目的在于提供一种在相同的养护条件下，能够显著提升水泥基材料早期抗折抗压强度和塑形抗裂性能的早强抗裂型复合功能添加剂，同时由于内养护作用和纤维综合增韧作用还能改善混凝土内部结构，对于提升水泥的水化程度、结构的耐久性同样效果显著。
5.为了达到上述目的，采用技术方案如下：
6.提供一种早强抗裂型复合功能添加剂，其组成按质量百分数计如下：
7.复合纤维组分
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85-93％；
8.内养护剂组分
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4-9％；
9.海泡石组分
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2-7％；
10.其中，所述复合纤维组分为晶须与合成纤维的混合物；所述内养护剂组分为高吸水性树脂；所述海泡石组分为沉积型富铝海泡石。
11.按上述方案，所述复合纤维组分中晶须占比90-95wt％。
12.按上述方案，所述晶须平均直径1-10μm，平均长度50-200μm。
13.按上述方案，所述合成纤维长度分布范围介于5～25mm之间。
14.按上述方案，所述合成纤维是聚丙烯纤维、玄武岩纤维或聚酯纤维中的至少一种。
15.按上述方案，所述晶须是硫酸钙晶须或碳酸钙晶须中的至少一种。
16.按上述方案，所述高吸水性树脂在去离子水中的吸水倍率为300-500倍，在0.9％nacl 溶液中的吸水能力约为40-60倍。
17.按上述方案，沉积型富铝海泡石为一般工业用粘土状海泡石，纤维长度小于
0.25mm。
18.提供一种水泥基材料，包括上述早强抗裂型复合功能添加剂。
19.按上述方案，采用内掺法，所述添加剂用量为水泥基材料中胶凝材料用量的2-8wt％。
20.本发明提供了一种早强抗裂型复合功能添加剂，包括复合纤维组分、内养护剂组分和海泡石组分；其中，复合纤维组分从微米、毫米、厘米级多尺寸纤维的立体多维增韧作用，能够从微观、细观和宏观等多维度综合提升水泥基材料的抗裂性能，从而保证了混杂纤维体系的增韧抗裂效果；内养护剂组分从水泥基材料内部进行养护，其独有的吸水-保水-释水性能同样可以减少内泌水，改善材料的内部结构，减少材料的收缩，提升材料的抗裂性能；海泡石组分的吸附性能、流变性能和催化性能能够明显改善水泥基材料的流变性能，控制材料的内泌水，催化水泥进一步水化，改善材料的内部结构，提升材料的早期强度；该功能添加剂中三种材料协同配合，能够同步实现提升材料早期强度，减少混凝土内部泌水，改善材料内部微结构，加强材料内养护的功能，提升混凝土的抗裂性能，综合性能优异。
21.本发明的有益效果为：
22.1.本发明提供一种早强抗裂型复合功能添加剂，包括复合纤维组分、内养护剂组分和海泡石组分；该添加剂可以一定程度均化水泥基材料的内部结构，同时促进水泥基材料内水泥组分进一步水化，密实材料的内部结构，再加上复合纤维组分的多维增韧作用，最终全面提升材料的力学性能和抗裂性能，能够提升不同水泥基材料1～3d抗折、抗压强度15-40％；本添加剂的组分来源广泛，价格合理，在水泥基材料拌制时加入，搅拌均匀后即能发挥功效，使用方便。
23.2.本发明添加剂用于水泥基材料中，可使水泥基材料的1～3d抗折抗压强度提升15-40％左右；该添加剂可根据实际情况及工程需求，各组分比例可灵活调配，同时满足施工时间、凝结时间和强度的全方面要求。
具体实施方式
24.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
25.本发明具体实施方式中早强抗裂型复合功能添加剂，其组成按质量百分数计如下：复合纤维组分85-93％，内养护剂组分4-9％，改性海泡石组分2-7％。
26.以下实施例中所用复合纤维组分为晶须与合成纤维中的聚丙烯纤维、玄武岩纤维和聚酯纤维中的一种或多种的混合物；所述晶须占比90-95wt％。所述聚丙烯纤维长度分布范围介于5～25mm之间，聚酯纤维长度为20mm，玄武岩纤维长度为20mm。所述硫酸钙晶须平均直径1-10μm，平均长度50-200μm。所述碳酸钙晶须平均直径0.5-5μm，平均长度20-80 μm，抗张模量150-200gpa。
27.所述的内养护组分是高吸水性树脂，在去离子水中的吸水倍率为300-500倍，在0.9％ nacl溶液中的吸水能力约为40-60倍。
28.所述的海泡石组分是沉积型富铝海泡石，为一般工业用粘土状海泡石。
29.将各组分按重量百分比称取后投入混料机机内混合均匀，时间约30min，混匀后的
混合物即为本发明的早强抗裂型复合功能添加剂。
30.实施例1
31.一种早强抗裂型复合功能添加剂，其组分及质量百分比为：复合纤维组分86％，内养护剂组分8％，改性海泡石组分6％。
32.所述复合纤维组分中硫酸钙晶须与聚酯纤维，玄武岩纤维按质量比95:3:2混合而成。
33.本实施例中添加剂的掺量为胶凝材料的5％，使用时采用内掺法，先将添加剂与骨料干拌均匀，再加入其他组分拌制成水泥基材料，成型后置于自然养护条件下至规定龄期后取出测试抗折、抗压强度。此实施例下，水泥基材料配合比见表1，早期强度及抗裂性能结果见表2，并与不加添加剂的水泥基材料进行性能对比。
34.表1水泥基材料配合比(g)
35.编号水泥20-40目石英砂40-80目石英砂80-120目石英砂水添加剂pb-1450607.5540202.52250pb-2427.5607.5540202.522522.5
36.表2自然养护条件下水泥基材料早期强度及抗裂性能
[0037][0038]
实施例2
[0039]
一种早强抗裂型复合功能添加剂，其组分及质量百分比为：复合纤维组分88％，内养护剂组分7％，改性海泡石组分5％。
[0040]
所述复合纤维组分中碳酸钙晶须与聚丙烯纤维、玄武岩纤维按90:6:4混合而成，聚丙烯纤维长度为19mm。
[0041]
本实施例中添加剂的掺量为胶凝材料的8％，使用时采用内掺法，先将添加剂与骨料干拌均匀，再加入其他组分拌制成水泥基材料，成型后置于自然养护条件下至规定龄期后取出测试抗折、抗压强度。此实施例下，水泥基材料配合比见表3，早期强度及抗裂性能结果见表4，并与不加添加剂的水泥基材料进行性能对比。
[0042]
表3水泥基材料配合比(g)
[0043]
编号水泥20-40目石英砂40-80目石英砂80-120目石英砂添加剂水pb-1450607.5540202.50184.5pb-2414607.5540202.536184.5
[0044]
表4自然养护条件下水泥基材料早期强度及抗裂性能
[0045][0046]
实施例3
[0047]
一种早强抗裂型复合功能添加剂，其组分及质量百分比为：复合纤维组分92％，内养护剂组分5％，改性海泡石组分3％。
[0048]
所述复合纤维组分中硫酸钙晶须与聚丙烯纤维按95:5混合而成，聚丙烯纤维长度为 6mm。
[0049]
本实施例中添加剂的掺量为胶凝材料的3％，使用时采用内掺法，先将添加剂与骨料干拌均匀，再加入其他组分拌制成灌浆料，成型后置于标准养护条件下至规定龄期后取出测试抗折、抗压强度。此实施例下，灌浆料配合比见表5，早期强度结果见表6，并与不加添加剂的灌浆料进行性能对比。
[0050]
表5灌浆料配比(kg/t)
[0051][0052][0053]
表6自然养护条件下套筒灌浆料早期强度
[0054][0055]
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。